[发明专利]校正数字信号的占空比的方法和系统

说明书

技术领域

这里的公开内容一般地涉及数字系统，更特别的涉及测量这些系统所采用信号的占空比的方法和设备。

背景技术

占空比是指数字信号如时钟信号在一个完整信号循环或周期期间表现出“高”状态的时间百分比。在旧的采用相对低的时钟速度的数字系统中，参考时钟信号的占空比对于系统性能来说一般并不关键。然而，随着时钟速度增加，参考时钟信号的占空比对于数字系统性能来说可能变得非常重要。

当一个高速时钟信号给一个高性能处理器计时时，该时钟信号的占空比在处理器性能中扮演重要角色。例如，处理器可能在时钟信号脉冲的前沿和尾沿上都访问系统存储器。在该情况下，存储器访问速度表现出与时钟信号脉冲持续时间的直接关系。因而，时钟脉冲的占空比直接影响存储器访问速度。

对为处理器和存储器系统计时的参考时钟信号，处理器系统设计者通常优选50％的占空比。然而，用于最高系统性能的最优时钟信号占空比因特定半导体元件而不同。造成最优占空比的这种差异的原因包括：半导体工艺的差异以及半导体模型与作为结果制造出的半导体硬件之间的相关性的差异。

要在特定应用中使时钟信号的占空比最优化，重要的是首先能够测量该信号的占空比。遗憾的是，在处理器或其他数字集成电路(IC)中测量高速时钟信号的占空比出现了很多问题。例如，如果一个外部占空比测量电路连接到IC的时钟管脚，那么测量电路中的逻辑会导致原始时钟信号的占空比变差。换句话说，测量电路的外部逻辑改变了原始时钟信号的占空比，因而使得占空比的测量固有地不精确。

另一种测量数字IC时钟信号的方法是皮秒成像电路分析(PICA)，该分析检测时钟脉冲前沿和尾沿上所发出光的光量子以确定这些时钟脉冲的占空比。尽管这种类型的占空比分析能够起作用，但是它是非常昂贵的。此外，这种类型的分析会破坏测试中的元件。

所需要的是一种解决上述问题的占空比测量方法和设备。

发明内容

从而，在一个实施例中，公开了一种用于确定数字信号的占空比的方法。该方法包括：通过占空比测量(DCM)电路在校准模式下的操作，将多个电压值和对应的占空比值存储在数据存储器中，每个电压值依赖于相应的占空比值。该方法还包括：通过该占空比测量(DCM)电路在测试模式下的操作，确定表现出未知占空比的测试时钟信号的占空比。在测试模式下的操作步骤包括：通过DCM电路中的充电器电路接收表现出未知占空比的测试时钟信号。在测试模式下的操作步骤还包括：通过充电器电路将DCM电路中的电容器充电到依赖于该测试时钟信号的占空比的测试电压值。在测试模式下的操作步骤还包括：通过控制机制访问数据存储器以确定对应于该测试电压值的占空比，由此定义测试时钟信号的测量占空比值。该方法还包括通过产生测试时钟信号的可编程占空比时钟电路在校正模式下的操作，将测试时钟信号的占空比从测量占空比值改变为预定占空比值。

在另一个实施例中，公开了一种确定和校正数字信号的占空比的占空比校正系统。该系统包括：数据存储器和连接到该数据存储器的占空比测量(DCM)电路。该DCM电路在校准模式下操作以将多个电压值和对应的占空比值存储在数据存储器中，每个电压值依赖于相应的占空比值。该系统还包括连接到该DCM电路的控制机制。该控制机制配置为在校准模式下对该DCM电路进行控制并且在测试模式下对该DCM电路进行控制，在测试模式中该系统确定表现出未知占空比的测试时钟信号的占空比。该DCM电路包括充电器电路，该充电器电路在测试模式下操作以接收测试时钟信号。该充电器电路将DCM电路中的电容器充电到依赖于测试时钟信号的占空比的测试电压值。该控制机制在测试模式下操作以访问数据存储器，从而确定对应于该测试电压值的占空比，由此定义测试时钟信号的测量占空比值。该系统还包括连接到DCM电路的可编程占空比时钟电路。该可编程占空比时钟电路产生测试时钟信号并在校正模式下操作以将测试时钟信号的占空比由测量占空比值改变为预定占空比值。

附图说明

附图示出了本发明的仅作为示例的实施例并且由此并不限制本发明的范围，因为本发明的概念也适合于其他等效的实施例。

图1示出了所公开的占空比测量(DCM)设备的一个实施例。

图2示出了采用图1中公开的DCM设备的一个信息处理系统(IHS)的实施例。

图3A示出了描述图2的IHS中的信号的时序图，其中参考时钟信号的占空比大于50％。

图3B示出了描述图2的IHS中的信号的时序图，其中参考时钟信号的占空比等于50％。